Osaline tühjenemine on elektrilahendus, mis tekib väikesel isolatsioonialal, kus elektrivälja tugevus ületab materjali läbilöögitugevuse. See võib esineda tühjades tahkes isolatsioonis, piki isolatsioonimaterjali pinda, vedelas isolatsioonis gaasimullide sees.
Osalise tühjenemise põhjused
Rahvusvaheliste standardite definitsiooni kohaselt on osalahendus elektrilahendus, mis lokaalselt šundab isolatsiooni konstruktsiooni eraldi sektsioonis.
See protsess toimub gaasi või vedela dielektriku ionisatsiooni tõttu ja võib toimuda kahe keskkonna liideses ja isolatsiooni sees. Tekkimine ja areng sõltub dielektriku tüübist ja objekti isolatsiooni konstruktsioonilistest omadustest. Osalised tühjenemised isolatsioonis tulenevad ebaühtluse olemasolust dielektriku struktuuris ja sellele mõjuva pinge omadustest. Sellised ebahomogeensused võivad olla erinevad lisandid ja lisandid, gaasiõõnsused, niisutustsoonid. Sellised defektid tekivad isolatsioonikonstruktsioonis reeglina sisseselle tootmisprotsessi rikkumise ja seadmete töötamise ajal (mehaaniliste mõjude, deformatsiooni, vibratsiooni mõjul).
Mis on puud ja nende teke isolatsioonimaterjali struktuuris
Isolatsioonimaterjalis moodustub selles olevast õõnsusest puutaoline struktuur – puustumine. Osalised heitmed arenevad puude okstel. Elektrivälja ja lahenduste mõjul suureneb puude suurus ja hulk, suurendades seeläbi polümeermaterjali lagunemise astet. Dendriitidel on suurenenud juhtivus ja need põhjustavad dielektriku järkjärgulist hävimist.
Kuna osaline tühjenemine gaasilises keskkonnas nõuab madalamat pinget kui mis tahes mõju jaoks vedelas või tahkes võõrkehas, võib selliste defektide olemasolu isolatsioonis olla selle hävimise kõige tõenäolisem põhjus. materjalist. See on tingitud asjaolust, et gaasiga täidetud õõnsuses on elektrivälja tugevus suurem kui tahkel või vedelal alal ja gaasilise keskkonna elektritugevus on väiksem kui teistel isolatsioonifraktsioonidel.
Puude tüübid
Elektrilise päritoluga stringid tekivad kokkupuutel vahelduv- ja impulsspingega, samuti väga kõrgete väärtuste korral. Seadme töötamise ajal ei põhjusta need väärtused isolatsiooni kohest purunemist, kuid võivad põhjustada gaasi ionisatsiooniebahomogeensused. Kui materjali struktuuris ei ole piisav alt suuri õõnsusi, võivad dendriidid areneda suhteliselt pikka aega.
Liigasuurte mullide olemasolu põhjustab osalist tühjenemist, kui kaablit kasutatakse nimipingel.
Veepuud tekivad siis, kui niiskus satub isolatsiooni sisse difusiooni tagajärjel või materjalis olevate mikropragude kaudu.
Kui niiskus kondenseerub inklusioonid, tekivad siin dendriidid, misjärel algab nende intensiivne moodustumine ja kasv täiendavate tühimike ilmnemise tõttu. See viib dielektriku elektrilise tugevuse vähenemiseni ja kaabli purunemiseni.
Isolatsiooni halvenemise peamisteks põhjusteks on nii elektriline vananemine, mis on tingitud osalistest tühjenemistest, mis tekivad sisendites liigpingel ja nimitöörežiimil, kui ka materjali termilist vananemist.
Osaliste heitmete mõjul algab isolatsiooni hävitamise protsess, kahjustatud ala suurus suureneb.
Osalahenduste tekkimise tingimused sõltuvad isoleeriva konstruktsiooni elektromagnetvälja kujust ja materjali konkreetse tsooni elektrilistest omadustest.
Osalised tühjenemised ei too tavaliselt kaasa isolatsiooni läbimurdmist, kuid põhjustavad muutusi dielektriku struktuuris ning süsteemi piisav alt pika töötamise korral võivad need põhjustada isolatsiooni läbimurdmist. kiht. Nende esinemine viitab alati lokaalsele heterogeensusele.dielektriline. Osalahenduste omadused võimaldavad üsna hästi hinnata isolatsioonikonstruktsiooni defekti astet.
Need kujutavad endast suurimat ohtu, kui seadmeid kasutatakse vahelduv- ja impulsspingel.
Isolatsiooni osaliste heidetega kaasnevad füüsikalised nähtused
Isolatsiooni ülekuumenemine kiirendab selle hävimisprotsessi, suurendades punktide arvu, kus ilmnevad uued defektid, mis toob kaasa dendriitide arvu ja mahu suurenemise. See suurendab pinget piirkonna väljadel.
Osaline elektrilahendus avaldab isolatsioonile termilist mõju ning hävitab selle koos laetud osakeste ja tühjenemisest tekkivate reaktsioonivõimeliste saadustega.
Lisaks põhjustavad osalised tühjendused nende loodud kanalites impulssvoolude ilmnemist. Rikke ajal kaasnevad selle kõigega elektromagnetkiirgus, lööklained, valgussähvatused ja isolatsiooni lagunemine molekulaarsel tasandil.
Osalised tühjenemised on üks peamisi kõrgepingeseadmete kahjustamise põhjuseid. Seda seletatakse asjaoluga, et osalahenduste ilmnemine on enamiku kõrgepinge isolatsiooni defektide ilmnemise algstaadium.
Nende protsesside tulemusena luuakse tingimused isolatsiooni purunemise tekkeks.
Tühjenemisetapid
Kui teatud pingelävi on ületatud, määrake konkreetseleisolatsioonimaterjali, võib selles algatada osalisi tühjendeid, mis ei too kaasa isolatsiooni kohest läbipõlemist, seetõttu võivad need olla üsna vastuvõetavad. Nad said nime – algustäht.
Pinge edasine tõus, lisandite suuruse ja arvu suurenemine, puude arvu suurenemine seadmete pideva töötamise protsessis toob kaasa osaliste tühjenemiste intensiivsuse järsu suurenemise. Nende esinemine vähendab järsult isolatsiooni säilivusaega ja võib põhjustada selle lagunemist. Selliseid heitmeid nimetatakse kriitilisteks.
Struktuuris olevate heitmete mõju seadmetele
Trafode ja elektrimasinate üks peamisi disainielemente on mähiste isolatsioon. See puutub pidev alt kokku selliste hävitavate teguritega nagu: pikast voolust tingitud termilised mõjud; vibratsioonikoormused, mis tulenevad magnetahela (trafode) ja ajamimehhanismi (elektrimasinad) tööst; sisselülitusvoolude ja lühisvoolude tagajärjed.
Kõik need tegurid põhjustavad isolatsioonikahjustusi ja osalisi tühjendeid. Elektrimasinate puhul on see kõige levinum rikete põhjus ja trafode puhul on mähise isolatsiooni kahjustusest tingitud rike pukside kahjustuse järel teisel kohal.
Miks on vaja heiteid mõõta
Osaliste tühjenemise korral toimuvate protsesside mõõtmine on vajalik isolatsiooni purunemise vältimiseks ja nende minimeerimiseksintensiivsus isolatsioonimaterjalides.
Seoses XLPE isolatsiooni kasutamisega toitekaablite, toiteseadmete, kõrgepingetrafode, õhuliinide ehitamisel on vaja pidev alt jälgida osalahendusi, mis mõjutavad nende tööohutust.
Isolatsiooni purunemise vältimine ja katsemeetodid
Isolatsioonimaterjali seisukorda on töötamise ajal vaja kontrollida, et avastada tekkivaid kahjustusi ja vältida seadme osalistest tühjenemistest tingitud juhuslikke rikkeid.
Kõrgepingeseadmete isolatsiooni defektide kontrollimiseks on olemas:
- Testib suurenenud pingega, mis on samaväärne selle võimaliku suurenemisega töö ajal. See on vajalik isolatsiooni dielektrilise tugevuse väärtuste kindlaksmääramiseks lühiajalise pingetõusu korral.
- Mittepurustavad katsemeetodid selle tööea määramiseks.
See võimaldab teostada töötavate seadmete usaldusväärset diagnostikat ilma seadmeid dekomisjoneerimata ja seega kõrvaldada majanduslikud kahjud.
Osalise tühjenemise diagnoosimise olemasolevad meetodid võimaldavad avastada defekti selle arengu varases staadiumis ja seeläbi vältida kulukat remonti või rikkis seadmete väljavahetamist.
Mõned meetodid võimaldavad teil defektiala lokaliseerida ja parandatakse ainult kahjustatud piirkondiisolatsioon.
Kõrgepingega seadmete katsetamisel halveneb isolatsiooni kvaliteet tööväärtustest mitu korda suurema pinge mõjul.
Osalise tühjenemise tuvastamise diagnostilised meetodid võimaldavad kõige täpsemini hinnata seadmete jääkjõudluse astet, ilma et see avaldaks isolatsiooni hävitavat mõju. Osalise tühjenemise diagnostikat töö ajal raskendab asjaolu, et tavaliselt on kontrollitava objekti ümber muud seadmed, mis on häirete allikaks. Need signaalid ei pruugi parameetrite poolest erineda soovitud objekti signaalidest, kuna need võivad olla ka osalised tühjenemised.
Seetõttu tuleb häiresignaalide ja mõõdetud osalise tühjenemise eraldamiseks esm alt mõõta häiresignaale katsetataval objektil väljalülitatud pingega ja seejärel mõõta seda töörežiimis.
Sel juhul salvestatakse osalise tühjenemise signaalide ja tausta summa.
Nende mõõtmiste erinevus näitab PD-signaali väärtust.
Saadud karakteristikud võimaldavad hinnata defektide olemust ja tühjenemist ennast.
Osalise tühjenemise meetod ei kahjusta isolatsiooni ja seda kasutatakse laialdaselt, kuna katseprotsessis ei kasutata isolatsiooni negatiivseks mõjutamiseks kõrget pinget.
Elektrilahendusmeetod
Meetod nõuab mõõtevahendi kontakti isolatsiooniga.
See võimaldab teil määrata suure hulga osalise tühjenemise karakteristikuid.
See on kõige täpsemosalise tühjenemise mõõtmise meetodid.
Akustiline registreerimismeetod
See meetod põhineb mikrofonide kasutamisel, mis võtavad vastu reaalajas seadmete helisignaale.
Andurid paigaldatakse keerukatesse jaotusseadmetesse ja muudesse elektriseadmetesse ning töötavad eem alt.
Puudus: väikese suurusega osalisi heidet ei registreerita.
Elektromagnet- või kaugmeetod
Osaliste heitmete tuvastamine mikrolainemeetodil on lihtne ja tõhus protsess. Selleks kasutatakse suundantenni seadet.
Selle meetodi puuduseks on võimatus mõõta heidete suurust.
Erilahendused trafodes
Võimsad jõutrafod on osa elektrisüsteemidest ja nende lähedusse on paigaldatud kõrgepingeseadmed, milles võib esineda osalisi tühjendeid. Nende signaalid saadetakse juhitavale trafole mitmel viisil.
Kui trafo on ühendatud elektriõhuliinidega, mis on välgu all, salvestatakse nende signaalid trafo isolatsiooni osalise tühjenemise karakteristikute mõõtmisel.
Kui trafo asub avatud alajaamas, tekivad selle välistel voolu kandvatel osadel perioodiliselt koroonalahendus, olenev alt temperatuurist, niiskusest ja muudest teguritest.
Koormuse muutus ja seadmete olemasolu trafodes, mis reguleerivad nende parameetreid töötamise ajal, näiteks seadmed, miskoormuse all töötamise reguleerimine toob kaasa osaliste tühjenduste omaduste muutumise, mis võib väheneda või suureneda.
Kõik need tegurid viivad selleni, et paljud trafode mõõtmised võivad näidata isolatsiooni olekust moonutatud pilti.
Testitavast trafost võetud näidud kattuvad lähedalasuvate seadmete müraimpulssidega.
Sellistel juhtudel on vaja kasutada õigesti valitud mõõtmistehnikat, et välistada häirete mõju saadud andmetele trafode osalahenduste kohta.
